L`ALCHIMIA: la chimica del medioevo

L’ALCHIMIA:
la chimica del medioevo
L’alchimia
La maggior parte delle trasformazioni che gli alchimisti
realizzavano erano in realtà semplici reazioni chimiche, e
fu per studiare queste che furono compilati i primi
preziosissimi manuali in cui si insegnava come distillare,
come estrarre un metallo dal suo minerale, come
ottenere un vetro o manipolare la polvere da sparo. Le
prime nozioni sui cambiamenti di stato della materia e
sulla combinazione degli elementi chimici furono
ordinate e raccolte proprio dagli alchimisti. E le
sostanze che essi utilizzavano, così come i loro
strumenti e le loro tecniche, erano le stesse che
venivano utilizzate per preparare colori da pittura,
profumi e soprattutto farmaci.
L’alchimia diventa scienza
• L’alchimia non può essere riconosciuta come
scienza, ma tuttavia rappresenta, in qualche
misura la preistoria della chimica
• Nel XVII sec. R. Boyle introdusse nella
ricerca chimica il metodo sperimentale, ed é
da questo momento che si può parlare di
scienza.
Il termine alchimia deriva dall’arabo alkimiyah, composto dall’articolo al e dalla
parola kimiyah che significa pietra
filosofale e che a sua volta discende dal
termine greco khymeia che significa
fondere, allegare.
Alchimia definisce l’insieme di pratiche
filosofico-esoteriche che combinano
elementi di medicina, chimica, metallurgia,
astrologia e fisica.
L’opus alchemicum
• Il lavoro alchemico si fonda sull’aspetto filosofico
che deve illuminare quello materiale. La mente divina
opera nella natura, quindi le percezioni fisiche e
quelle filosofiche corrispondono tra loro.
• L’alchimista ha in sé le energie che dovranno entrare
in collegamento con le altre forze: il segreto degli
ingredienti materiali e spirituali viene custodito
gelosamente perché riguarda la stessa entità
generatrice della vita.
•
.
L’alchimia
• La casta degli alchimisti era accessibile solo a pochi
eletti, gli unici ad avere la facoltà di operare in tale
campo.
• Per mantenere la “purezza” della casta, gli alchimisti
inventarono un complesso sistema di simboli che poteva
essere compreso solo dagli iniziati.
• Gli alchimisti erano considerati “Figli di Hermes”. Il loro
vocabolario mescolava termini chimici e spirituali. Il
fascino che emanavano i testi alchemici supera
l’insoddisfazione dell’interpretazione che si dà alla
materia stessa di una sorta di chimica allo stato infantile
e rozzo.
Gli alchimisti si ponevano 3 grandi
obiettivi:
• Acquisire l’onniscienza
• Creare la panacea universale, un rimedio per curare
tutte le malattie e per conquistare l’immortalità
• Trasformare i metalli vili in oro
I simboli alchemici
I simboli alchemici si dividono in:
Simboli astrologici
Gli elementi cosmici avevano una grande importanza non solo per la
loro influenza sui processi alchemici, ma anche per il parallelismo che
li legava agli elementi naturali. Infatti ognuno dei 7 pianeti del Sistema
Solare allora conosciuti era associato ad un determinato metallo:
• Sole  Oro
• Luna  Argento
• Mercurio  Mercurio
• Venere  Rame
• Marte  Ferro
• Giove  Stagno
• Saturno  Piombo
Simboli animali
I simboli animali compaiono spesso nei trattati medievali di alchimia.
Infatti i tre principali stadi della trasformazione della materia sono:
• Nigredo, che ha come simbolo il corvo
•
Albedo, che ha come simbolo il cigno
•
Rubedo, che ha come simbolo la fenice.
Quest’ultima, con la sua particolare caratteristica di rinascere dalle
proprie ceneri, incarna perfettamente il principio fondamentale della
chimica moderna secondo cui
“ Nulla si crea, nulla si distrugge ma tutto si trasforma”.
Il processo alchemico
Il processo alchemico per ottenere la pietra filosofale avveniva
mediante quattro operazioni, Putrefazione,Calcinazione,Distillazione
e Sublimazione, e tre fasi,Soluzione, Coagulazione e Tintura.
Attraverso queste operazioni, la materia si trasformava
gradualmente passando attraverso diversi stadi.
I tre stadi fondamentali sono:
• Nigredo , in cui la materia si dissolve, putrefacendosi;
• Albedo , durante la quale la sostanza si purifica, sublimandosi;
• Rubedo , che rappresenta lo stadio in cui si ricompone, fissandosi
L’alchimia del Medioevo e del Rinascimento
L’arte alchemica degli antichi ritornò ad essere praticata in Europa
attraverso la mediazione degli Arabi che la introdussero in Spagna.
Il vero rientro dell’alchimia in Europa viene generalmente datato nel
1144 quando Roberto di Chester tradusse dall’arabo il “Liber de
Compisitione alchimiae” che aveva però ancora forti aspetti legati
al misticismo e all’esoterismo.
Nel XIV secolo l’alchimia cadde in disuso a causa dell’editto di Papa
Giovanni XXII che ne vietava la pratica.
Il Rinascimento determinò la svolta verso la chimica moderna, con
personaggi come Paracelso, che diede una nuova forma all’alchimia,
promuovendo l’utilizzo di espressioni empiriche ed esperimenti.
Il declino dell’alchimia in Occidente fu causato dalla nascita della
scienza moderna basata su rigorose sperimentazioni scientifiche ed
sul concetto di materialismo.
Il mito della pietra filosofale
La pietra filosofale secondo gli alchimisti medievali avrebbe
avuto le seguenti proprietà:
• Fornire l’elisir di lunga vita in grado di conferire l’immortalità
• Far acquisire l’onniscienza ovvero la conoscenza assoluta del passato
e del presente, del bene e del male (da qui deriva l’attributo
“filosofale”)
• La possibilità di trasformare qualsiasi metallo in oro.L’oro però, il più
delle volte, non era ricercato per il desiderio di ricchezza ma per
essere utilizzato come catalizzatore nelle reazioni.
Un recente riferimento letterario è il romanzo “Harry Potter e la
Pietra filosofale” nel quale il giovane protagonista va alla ricerca di
questa mitica sostanza per impedire che finisca nelle mani sbagliate.
Gli alchimisti hanno sempre fatto parte di una casta sociale molto
ammirata sia per la sua posizione rispetto al resto della società sia per la
bravura che li contraddistingueva. Infatti sono molte le tecniche
“magiche”
praticate dagli alchimisti, che creavano stupore e meraviglia.
Per seguire il filone dell’alchimia, ma anche per inserire qualcosa che ci
è molto piaciuto dell’esperienza nei laboratori dell’Università La Sapienza,
abbiamo deciso di riportare due esperimenti fondamentalmente simili
nello
scopo, ma differenti nella realizzazione per la varietà di materiale e di
tecniche utilizzate.
Strumenti:
“Scatola magica”
Scatola di cartone, pennello sottile, pennino d’acciaio,
cristallizzatore, 2
Fogli di carta, guanti e occhiali di protezione, 10 g di CuSO4 in
100 ml di acqua distillata e soluzione di NH3 al 5% .
“Scatola magica”
esecuzione
Disegnare un motivo con
questa soluzione di colore
azzurrino su due fogli: su
uno con un pennellino e
sull’altro con un pennino
d’acciaio.
Una volta notato che i
disegni asciutti non sono
più visibili (segue)
“Scatola magica”
porli in una scatola di cartone con
fessure insieme ad un
cristallizzatore con una soluzione
di NH3 al 5%.
Chiudere con il coperchio la scatola
e attendere 5 minuti.
Una volta tirati fuori i fogli,
noteremo che quello
disegnato con il pennello avrà
una colorazione azzurra, invece
quello disegnato con il pennino
tenderà ad un marroncino.
La scatola magica
Considerazioni
a) La spiegazione di questo differente fenomeno è semplice: il gas
NH3 forma con gli ioni rame Cu 2+ un complesso di colore blu
scuro.
b) Invece sul pennino e sulla carta si deposita il rame metallico e si
nota il disegno marrone. Gli ioni Cu 2+ ossidano il ferro in ioni
Fe2+ , il rame si riduce così ad elemento metallico.
Le reazioni chimiche
Una reazione chimica comporta una trasformazione delle
sostanze di partenza per dare nuove sostanze. Le nuove
sostanze sono costituite dagli stessi elementi di quelle di
partenza, ma combinati in modo diverso.
Le reazioni si distinguono fondamentalmente in:
• Reazioni che avvengono senza scambio di elettroni (es.
reazioni acido-base, formazione di complessi, reazioni di
scambio e di decomposizione) caso a.
• Reazioni che avvengono con scambio di elettroni e che
prendono il nome di ossido-riduzione o redox, caso b.
Ioni complessi
• Caso A) Gli ioni complessi sono aggregati atomici, dotati di
carica e formati da un atomo metallico centrale unito con
legami covalenti coordinati a molecole neutre o a ioni
negativi. Il numero di legami è chiamato numero di
coordinazione.
• Il solfato di rame anidro (polvere bianca) reagendo con
l’ammoniaca allo stato gassoso forma uno ione complesso
(ione complesso tetramminorame di colore blu intenso). Lo
ione Cu2+ si comporta come un acido di Lewis in quanto
accetta il doppietto elettronico presente nell’atomo di
azoto (base) e si forma così un complesso tra lo ione Cu2+
al centro e 4 molecole di ammoniaca disposte in una
struttura planare quadrata.
Ossido-riduzione
Caso B) è una reazione di ossido- riduzione in cui il rame è
l’ossidante e il ferro il riducente. Gli ioni Cu2+ ossidano il
ferro in ioni Fe2+ secondo la seguente reazione:
Cu 2+ + Fe → Cu + Fe2+
In una reazione di ossido-riduzione vi è sempre un
elemento che cede elettroni ed uno che li acquista,
l’elemento che cede si chiama riducente e quello che li
riceve si chiama ossidante.
Ciascun sistema redox ha un potenziale di ossido riduzione
indicato con E che varia con i parametri fisici di T, P e con
quelli chimici di moli e volume (concentrazione). Mettendo
insiemi due sistemi si stabilisce una differenza di
potenziale (∆E) con conseguente ossido-riduzione.
Ossido-riduzione
• Come in un circuito elettrico il polo positivo è quello con il
potenziale maggiore, che riceve elettroni dal polo negativo
con potenziale minore, così avviene secondo il medesimo
processo in una ossido-riduzione.
• Una ossido-riduzione è fisicamente possibile solo se
l’ossidante ha potenziale maggiore, in modo che acquistando
gli elettroni si riduce e il potenziale diminuisce. Nel
frattempo il riducente che ha potenziale minore si ossida
perdendo gli elettroni e il suo potenziale aumenta. La
reazione termina, cioè raggiunge l’equilibrio, quando i due
potenziali si uguagliano per cui ∆E = 0
“Inchiostri simpatici” (esperienza svolta presso il
Dipartimento di Chimica dell’Università “La Sapienza” di Roma)
Strumenti:
2 becher da 25 cm3, un pennino, due fogli di carta, soluzione di Na2CO3
0,1M,soluzione di saccarosio 0,1M, spruzzatore con soluzione di
fenolftaleina allo 0,1% in etanolo, sorgente di calore blanda.
Esecuzione dell’esperimento:
a) Riempire fino a metà uno dei becher con la soluzione di
Na2CO3. Intingere in questa soluzione il pennino e scrivere
qualcosa su un foglio. Una volta che lo scritto si è
asciugato, spruzzare sul foglio la soluzione di fenolftaleina.
Ciò che alla fine dell’esperimento ci permette di rendere
visibile la nostra scritta è la soluzione di fenolftaleina.
“Inchiostri simpatici”
(esperienza svolta presso il
Dipartimento di Chimica dell’Università “La Sapienza” di Roma)
b) Riempire fino a metà il secondo becher con la soluzione di
saccarosio. Intingervi il pennino e scrivere qualcosa su un
foglio. Quando lo scritto si è asciugato, porre il foglio di carta
in una stufa, è la fonte di calore, che funziona, anche, con
molti altri tipi di inchiostri simpatici
“Inchiostri simpatici”
Considerazioni:
• Il saccarosio con il calore si caramella e quindi appare
una scritta marrone
• L’esperienza con la soluzione di carbonato di sodio
(Na2CO3), la fenolftaleina, che è un indicatore di pH,
mette in evidenza il carattere basico dell’inchiostro
ed evidenzia così quanto scritto.
• (Le foto sono relative all’esperienza svolta nel laboratorio di
scienze presso il nostro liceo)
Idrolisi salina,
• Na2CO3 è un sale, derivante da un acido debole e base
forte, che in soluzione dissociandosi forma un ambiente
basico in quanto si stabiliscono due equilibri:
• a) l’equilibrio dell’idrolisi del sale
• b) l’equilibrio di ionizzazione dell’acqua
Na2CO3
2Na+ + CO32−
Lo ione carbonato è una base coniugata forte che con
l’acqua costituisce lo ione bicarbonato
CO32− + H2O
HCO3− + OH−
La soluzione avendo molti OH− diventa basica.
Indicatori di pH
La fenolftaleina è un indicatore di pH
• Gli indicatori sono sostanze che hanno la proprietà di
cambiare colore in funzione del pH. Sono per lo più
composti organici costituiti da acidi o basi deboli.
Hin + H2O
H3O+ + In−
Ambiente acido (A)
Ambiente basico (B)
• Se HIn è un generico indicatore acido, in ambiente acido
avrà colorazione A, in ambiente basico colorazione B. La
colorazione dipende, quindi, da quanto l’indicatore si
dissocia in soluzione. Se prevale la forma indissociata si
avrà colorazione A
• L’occhio umano può percepire il colore di quella specie la
cui concentrazione è almeno 10 volte quella dell’altra.
Inchiostri simpatici
Storia
Filone di Bisanzio, scienziato greco ( 280-220 a.C.) nel suo trattato
Veteres Mathematici descrive un inchiostro simpatico estratto da noci
di galla. Lo scritto diveniva quasi nero quando il supporto veniva
immerso in una soluzione acquosa di sale di ferro.
Gli inchiostri simpatici sono descritti anche da Plinio il Vecchio in
Naturalis Historia XXVI, 62.
L’inchiostro simpatico di colore verde è citato in una lettera del
farmacista e chimico J. C. Wiegleb al libraio e scrittore F. Nicolai nel
1785 a Berlino.
Un altro inchiostro simpatico conosciuto in antichità è “la soluzione di
muriato di cobalto, tanto diluito che sembra incolore. Se il sale disciolto
e l’acqua sono purissimi i caratteri saranno invisibili a freddo, e
riscaldata leggermente la soluzione, appariranno azzurri. Si facilita la
disparizione soffiandoci sopra l’aria dei polmoni”.
“Liceo Classico e Linguistico Aristofane”
Progetto Lauree Scientifiche
Classe IA, alunni: Casini Giada
Gaudiano Julian
Lupoli Francesca
Arellano Marianne
Il progetto è stato realizzato con la gentilissima collaborazione
della prof.ssa Verì, nostra docente di Chimica.
Bibliografia e sitografia
• Tratto da: http://www.fisicamente.net/SCI_FED/index1870.htm
• Il Luna Park della chimica di Herbert Walter Roesky e K.
Möckel ed. Zanichelli 2002
• L’arte regia del simbolismo medievale di J Fabricius ed.
Mediterranee
• L’arte del divenire simili agli dei Eliah Elis Hermes edizioni.
• Arte e Alchimia di M. Calvesi ed. Giunti
• Chimica progetto modulare Post Baracchi- Tagliabue ed.
Lattes
• “Wikipedia”- L’alchimia e i suoi sviluppi
http://it.wikipedia.org/wiki/Alchimia